电容和电感都是一种储能元件,不同的是电容是以电场的形式储存电能,两端电压不能突变,本身并不消耗能量。而电感则是以磁场的形式存储能量,两端电流不能突变,由于线圈中存在电阻,所以会产生一定的能量消耗。下面我们来看一下两者的储能原理。
电容器的储能原理
电容的原理从其结构就可以看出,如上图,两边各有一块金属板引出两个电极,中间由绝缘物质隔开,在电容两端未施加外部电场的情况下,两个极板上所带的正负电荷处于一种平衡状态。
电容器的充电
如上图,当在电容两端施加外电场时,一端极板上开始聚集正电荷,另一端极板则聚集负电荷,随着电容两端的电压不断升高至电源电压,电容充电停止,此时就算断开外电路,电容上的能量也不会消失,这是因为正负电荷具有“同性相斥,异性相吸”的特性,两端的电荷相吸引就形成了储存能量的作用。
电感器的储能原理
电感是由漆包线绕制在绝缘骨架或磁芯上形成的元器件,当线圈中有电流通过时,会在周围产生一定的磁场,而当通过的电流含有交流成分时,产生的磁场也是不断变化的,根据电磁感应原理,变化的磁力线又会在线圈两端产生感应电动势,不过此电动势的方向和原来产生的电动势方向相反,并以此来阻止电流的变化。
由此可以看出,电感的主要作用就是阻止电流的变化,电流增加时,它会阻碍电流的增加,同时通过磁场储存一部分能量。而当电流减小时,它又会阻碍电路中电流的减小,并释放出储存的能量来维持电流,但由于线圈中含有电阻成分,储存的能量会很快耗尽,一切又会归于常态。正是因为电感有储存能量的特性,所以才有滤波和延迟等功能。
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